Viele Sportler unterschätzen, wieviel Energie sie benötigen, um ihren Bedarf zu decken und ihre Ziele zu erreichen. Seltener überschätzen sie hingegen, wieviel Energie sie bei einer Trainingseinheit verbrauchen.

In diesem Beitrag erfährst du, welche energieliefernden Stoffe es überhaupt gibt und welche Rolle sie spielen, was den Energiebedarf bestimmt und wie du deinen individuellen Bedarf ermitteln kannst.

Inhalt:

Motor und Treibstoff deines Organismus
Was bestimmt Deinen Energiebedarf?
Woraus setzt sich dein Energiebedarf zusammen?
So ermittelst Du Deinen Energiebedarf
So ermittelst Du Deinen Leistungsumsatz
Wann verbrauchst Du am meisten Energie?
Fazit

Motor und Treibstoff deines Organismus

Dein Motor

Für jede Form von Aktivität benötigt dein Körper Energie. Sie entsteht im Energiestoffwechsel durch Spaltung des körpereigenen Energiespeichers ATP (Adenosintriphosphat).

In der Muskelzelle ist ein weiteres energiereiches Phosphat – das Kreatinphosphat (CrP) – in geringen Mengen vorhanden und sichert dort die Grundversorgung.

Bei Belastung ist diese Energiequelle allerdings innerhalb weniger Sekunden erschöpft. Deshalb muss dein Körper aus anderen Stoffen Energie gewinnen: Er verbrennt energiereiche Substrate in den Muskelzellen und stellt so die für muskuläre Belastungen benötigte Energie bereit (Katabolismus)¹.

Dein Treibstoff

Die wichtigsten Energielieferanten sind Phosphate (vor allem Kreatinphosphat), Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße.

Eiweiße spielen während (ausdauernder) muskulärer Belastung („Betriebsstoffwechsel“) unter physiologischen Bedingungen eine untergeordnete Rolle. Sie sind entscheidend für den „Baustoffwechsel“ deines Körpers (Anabolismus).

Alle energiereichen Substrate sind bereits in unterschiedlichen Mengen in deinem Körper gespeichert. Dabei lagern sich Fette fast überall ab und besitzen außerdem einen hohen energetischen Gegenwert (Nahrungsfett: 9,1 kcal/g, Körperfett: 7.5 – 8 kcal/g).

Kohlenhydrate speichert dein Körper in ihrer Speicherform Glykogen ausschließlich in Muskulatur oder Leber oder sie zirkulieren gelöst im Blut. Kohlenhydrate haben mit 4,1 kcal pro Gramm wenig Kalorien.

Je nach Körpergewicht und Körperzusammensetzung ergeben sich daraus unterschiedliche Speichergrößen für die Hauptenergieträger. Das Beispiel eines schlanken, gut trainierten Mannes (180 cm, 80 kg, 15% Körperfett) macht es deutlich:

Diese Speicher leeren sich unter Belastung entsprechend der benötigten Menge und Geschwindigkeit des Energieflusses. Über die Nahrung füllst du die Speicher mit Ausnahme der Phosphatvorräte, wieder auf.

Für die Verstoffwechselung dieser Energieträger zu ATP (ATP-Resynthese) stehen deinem Körper drei Wege zur Verfügung:

• Die anaerob-alaktazide Energiebereitstellung aus energiereichen Phosphaten (ATP und CrP)
• Die anaerob-laktazide Energiebereitstellung aus Kohlenhydraten (Glukose oder Speicherform Glykogen)
• Die aerobe Energiebereitstellung aus Kohlenhydraten und Fetten (Glukose bzw. Glykogen und freie Fettsäuren oder aus der Speicherform Triglyzeride)

Was bestimmt deinen Energiebedarf?

Der tägliche Energiebedarf ist abhängig von verschiedenen Faktoren – er ist für jeden Menschen individuell.

Das sind die wichtigsten Einflussfaktoren:

• Alter (Grundumsatz – im folgenden GU – sinkt mit steigendem Alter)
• Geschlecht: Männer > Frauen
• Körperbau:
• Größe und Gewicht (GU steigt)
• Prozentuale Körperzusammensetzung (Muskelmasse im Verhältnis zu Fett), abhängig von der Muskelmasse (je mehr Muskelmasse, desto höher der GU)
• Hormone (können den GU senken oder erhöhen)
• Stress (kann den GU erhöhen)
• Fieber (kann den GU erhöhen)
• Medikamente (können den GU erhöhen)
• Klima: kalt > warm

Der durchschnittliche Grundumsatz liegt etwa bei 1 kcal (4,2 kJ) pro Kilogramm Körpergewicht pro Stunde.

Beispiel: Ein körperlich gut trainierter 24-jähriger Mann mit einer Körpergröße von 1,85 Metern hat einen höheren Grundumsatz als eine mäßig trainierte 33-jährige Frau mit einer Körpergröße von 1,60 Metern.

Woraus setzt sich dein Energiebedarf zusammen?

Für deinen täglichen Energiebedarf ist die folgende Formel ausschlaggebend:

Grundumsatz + Leistungsumsatz + Verdauungsverluste + nahrungsinduzierte Thermogenese = Gesamt-Energiebedarf

Die nahrungsinduzierte Thermogenese betrifft den Energieverbrauch, der notwendig ist, um die aufgenommenen Nährstoffe zu verstoffwechseln.

Für die Verdauungsverluste muss der Körper im Gegensatz zu Grund-, Leistungsumsatz und nahrungsinduzierter Thermogenese keine Energie aufwenden, sondern Energie kompensieren.

Verdauungsverluste betreffen ca. 10 % der in den Lebensmitteln enthaltenen Energie: Nahrung im Körper kann nicht vollständig aufgeschlossen werden. Ein Teil der Nährstoffe scheidest du über Stuhl, Urin oder Haut wieder aus.

Der Grundumsatz oder Ruheumsatz bezeichnet die Energiemenge, die dein Organismus im Zustand völliger Ruhe und seit 12 Stunden nüchtern bei Indifferenztemperatur (bekleidet 20 Grad, unbekleidet 30 Grad) für die Summe aller Stoffwechselleistungen braucht.

Der Grundumsatz stellt den größten Teil des Energieverbrauchs bei normaler körperlicher Belastung dar. Als Mensch musst du eine konstante Körpertemperatur von 36-37° C halten. Die körpereigene Wärmebildung verbraucht etwa 60 % des Grundumsatzes.

Die verschiedenen Organsysteme sind in unterschiedlichem Ausmaß am grundlegenden Energieverbrauch beteiligt²:

Den größten Anteil am Grundumsatz im menschlichen Körper haben Leber und Skelettmuskulatur mit je etwa 26 %, gefolgt vom Gehirn mit 18 %, dem Herz mit 9 % und den Nieren mit 7 %. Die restlichen 14 % entfallen auf die übrigen Organe.

Der Leistungsumsatz bezeichnet alle Bewegungen bzw. Beanspruchungen deines Körpers, die über den Grundumsatz hinausgehen. Diese Beanspruchungen führen zu einem erhöhten Energieverbrauch:

• Muskeltätigkeit (z. B. Bewegung, Sport)
• Energiebedarf für Wachstum (bei Kindern und Jugendlichen)
• Wärmeregulation (bei unterschiedlichen Temperaturen)
• Verdauungstätigkeit
• geistige Tätigkeit (geringer Einfluss)

Entscheidend für die Höhe des Leistungsumsatzes ist die Masse der eingesetzten Muskulatur sowie die Intensität und Dauer der Muskelarbeit.

So ermittelst du deinen Energiebedarf

Der Grundumsatz kannst du zum Beispiel über eine Atemgasanalyse (indirekte Kalorimetrie) ermittelt lassen.

Inzwischen gibt es diagnostische Methoden, die nicht nur im klinischen Bereich oder Leistungssport Anwendung finden und auch für ambitionierte Hobbysportler erschwinglich sind. Damit bekommst du das genauste Ergebnis.

Es gibt außerdem Grundumsatzformeln, die eine grobe Einschätzung zulassen:

Dazu zählt die häufig herangezogene Formel von Harris und Benedict (1919):

• Männer: GU (kcal/d = 66,473 + 13,752 * Körpergewicht [kg] + 5,003 * Körpergröße [cm] - 6,755 * Alter [Jahre]
• Frauen: GU (kcal/d) = 655,096 + 9,563 * Körpergewicht [kg] + 1,850 * Körpergröße [cm] - 4,676 * Alter [Jahre]

Auch die WHO (World Health Organization) entwickelte zusammen mit der FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) geschlechtsspezifische Formeln. Sie beziehen neben dem Geschlecht das Alter mit ein.

Grundumsatz nach WHO (Frauen)

Altersgruppe	Formel
≤ 3 Jahre	GU (MJ) = 0,244 x KG [kg] - 0,130
3 - 10 Jahre	GU (MJ) = 0,085 x KG [kg] + 2,033
11-18 Jahre	GU (MJ) = 0,056 x KG [kg] + 2,898
19-30 Jahre	GU (MJ) = 0,062 x KG [kg] + 2,036
31-60 Jahre	GU (MJ) = 0,034 x KG [kg] + 3,538
> 60 Jahre	GU (MJ) = 0,038 x KG [kg] + 2,755

Grundumsatz nach WHO (Männer)

Altersgruppe	Formel
≤ 3 Jahre	GU (MJ) = 0,249 x KG [kg] - 0,127
3 - 10 Jahre	GU (MJ) = 0,095 x KG [kg] + 2,110
11-18 Jahre	GU (MJ) = 0,074 x KG [kg] + 2,754
19-30 Jahre	GU (MJ) = 0,063 x KG [kg] + 2,896
31-60 Jahre	GU (MJ) = 0,048 x KG [kg] + 3,653
> 60 Jahre	GU (MJ) = 0,049 x KG [kg] + 2,459

 

So ermittelst du deinen Leistungsumsatz

Der Leistungsumsatz schwankt meist und ist abhängig von der Intensität der Belastung während deiner beruflichen Tätigkeit.

Neben dem Arbeitsumsatz spielt der individuelle Freizeitumsatz eine Rolle. Der Leistungsumsatz bezieht sich also auf das gesamte Ausmaß an körperlicher Aktivität, kurz "PAL" (physical acitivity level)³.

Als Rechengröße beschreibt der PAL den zusätzlichen Energiebedarf als ein Vielfaches des Grundumsatzes.

Schwere der Tätigkeit und Freizeitverhalten	PAL	Beispiele
ausschließlich sitzende oder liegende Lebensweise	1,2 -1,3	immobile, bettlägerige, gebrechliche Menschen
ausschließlich sitzende Tätigkeit mit wenig oder keiner anstrengenden Freizeitaktivität	1,4-1,5	Bürotätigkeit
sitzende Tätigkeit, zeitweilig auch zusätzlicher Energieaufwand für gehende oder stehende Tätigkeiten, wenig oder keine anstrengende Freizeitaktivität*	1,6-1,7	Laboranten, Studierende, Fließbandarbeiter
überwiegend gehende und stehende Arbeit*	1,8-1,9	Verkäufer, Kellner, Mechaniker, Handwerker
körperlich anstrengende berufliche Arbeit oder sehr aktive Freizeittätigkeit*	2,0-2,4	Bauarbeiter, Landwirte, Waldarbeiter, Bergarbeiter, Leistungssportler

*Pro Tag können zusätzlich 0,3 PAL-Einheiten für sportliche Betätigung oder für anstrengende Freizeitaktivitäten (30-60 Minuten, 4- bis 5-Mal pro Woche) hinzugerechnet werden.

Grobe Richtwerte für deine Energiezufuhr

Folgendes Beispiel liefert dir einen Überblick über die durchschnittliche Höhe der Energiezufuhr pro Tag unter Berücksichtigung eines PAL von 1,6.4

Alter	Männlich	Weiblich
15 bis unter 19 Jahre	3000 kcal	2300 kcal
19 bis unter 25 Jahre	2400 kcal	2200 kcal
25 bis unter 51 Jahre	2300 kcal	2100 kcal
51 bis unter 65 Jahre	2200 kcal	2000 kcal
über 65 Jahre	2100 kcal	1900 kcal

Die Werte gelten für Personen, die eine körperlich leichte berufliche Tätigkeit ausüben.

Für andere Berufsgruppen sind folgende Zuschläge erforderlich:

• Mittelschwerarbeiter: ca. 600 kcal
• Schwerarbeiter: ca. 1200 kcal
• Schwerstarbeiter: ca. 1600 kcal

Leichte Tätigkeit	Mittelschwere Tätigkeit	schwere Tätigkeit	Schwerste Tätigkeit
Büroangestellte/r	Schlosser/in	Maurer/in	Hochofenarbeiter/in
Hausfrau/-mann	Maler/in	Leistungssportler/in	Stahlarbeiter/in
Lerhrer/in	Gärtner/in	Masseur/in	Hochleistungssportler/in
Schneider/in	Verkäufer/in	Dachdecker/in	Stahlarbeiter/in

Die „Empfehlungen zur Nährstoffzufuhr“ liefert in regelmäßigen Abständen (nach aktuellem Stand des Wissens) die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) mit der Veröffentlichung der „Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr“.

Wann verbrauchst du am meisten Energie?

Wer hätte es gedacht: Beim Sport erreicht der Energieumsatz in der Regel höhere Werte als bei „normaler“ Arbeit.

Hier mal ein paar Beispiele (Achtung: Durchschnittswerte)⁵:

• Laufen 9km/h = 10 kcal/min
• Laufen 15km/h = 11,4 kcal/min
• Radfahren 43 km/h = 15,7 kcal/min
• Schwimmen 20 m / min (Brust) = 4,5 kcal/min
• Schwimmen 50m/min (Brust) = 11,3 kcal/min
• Handball: 19,3 kcal/min
• Fußball: 13,1 kcal/min
• Eishockey: 22,4 kcal/min

Fazit: Dein Energiebedarf…

… ist so individuell wie du und beeinflussbar durch viele verschiedene Faktoren. Insbesondere eine Erhöhung deiner Muskelmasse führt zu einem höheren Grundumsatz.

Um deinen persönlichen Energiebedarf so genau wie möglich zu bestimmen, empfiehlt sich eine Stoffwechselanalyse zum Beispiel über die Methode der indirekten Kalorimetrie (eine Sonderform der Spiroergometrie – durchgeführt zum Beispiel auf dem Lauf- oder Fahrradergometer).

Du erhältst damit nicht nur Aufschluss über deinen Grundumsatz, sondern erfährst auch mit welcher Intensität bzw. Herzfrequenz du optimal trainierst, um die verschiedenen Wege der Energiebereitstellung zu optimieren.

Die Grundsatzformeln sind ein grober Indikator, beziehen aber viele Aspekte – wie zum Beispiel deine physische Konstitution - nicht mit ein.

 

¹ Vgl. De Marées, H. (2003): Sportphysiologie, 9. Aufl., Köln: Sport und Buch Strauß
² Vgl. Robert F. Schmidt, Florian Lang, Manfred Heckmann: Physiologie des Menschen. mit Pathophysiologie. 31. Auflage. Springer Medizin Verlag, Heidelberg 2010, S. 838.
³ Vgl. D-A-CH Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr, 2. Auflage, 2. aktualisierte Ausgabe 2016
⁴ Ebd.
⁵ J. Weineck, A. Weineck: Leistungskurs Sport. 3. Auflage. Band 1. Forchheim 2004.

Artikel verfasst von Vanessa Barthels (txt-box.de , instagram.com)